中國科學院院士焦念志的行程十分密集。

10月中旬的一天，《中國經(jīng)營報》記者在其家鄉(xiāng)山東濰坊見到他時，已是晚上10點左右。

當天，焦念志先是參加了在上海的“2024 ESG全球領(lǐng)導者大會”，然后轉(zhuǎn)至北京出席“2024年世界科技與發(fā)展論壇新聞發(fā)布會”，爾后又回到自己的家鄉(xiāng)。

一天之內(nèi)輾轉(zhuǎn)三個城市，當記者詢問采訪是否按照原定安排放在第二天一早時，他毫不猶豫地選擇趁此空檔即刻進行采訪。按照他的說法，第二天一早的時間，可能他自己也無法決定。“我平常經(jīng)常要和西方國家的同行開會交流，因為要照顧別人的時差，所以凌晨兩三點才睡是常態(tài)。”

多年前，焦念志在國際上首次提出了“微型生物碳泵”儲碳理論，開辟了海洋碳匯研究的新領(lǐng)域，被美國《科學》雜志評論為“海洋巨大碳庫的幕后推手”。

據(jù)了解，他在2019年牽頭發(fā)起的“海洋負排放國際大科學計劃”(ONCE)正式獲得黨中央、國務院批復支持，已有來自33個國家的高校科研院所參與加入。

如今，除了中國科學院院士的頭銜外，他還是發(fā)展中國家科學院院士、美國微生物科學院院士、廈門大學講席教授和海洋負排放國際大科學計劃首席科學家。

在采訪期間，他反復表示，經(jīng)濟發(fā)展是決定一個國家國際地位的關(guān)鍵。實現(xiàn)“雙碳”目標，減少二氧化碳排放固然重要，但是對于我們國家而言，也要兼顧經(jīng)濟發(fā)展的需要。因此，在保護和修復海洋生態(tài)系統(tǒng)的同時，提升海洋碳匯能力，可以推動“雙碳”目標的實現(xiàn)，又為經(jīng)濟發(fā)展留出更大空間。

焦念志告訴記者，近幾年，他頻繁與各地政府打交道，不斷奔走呼吁，希望中國能在海洋負排放領(lǐng)域搶先建立國際標準，打造海洋負排放生態(tài)工程新范式。

海洋碳匯潛力巨大

《中國經(jīng)營報》：

你曾在國際上首次提出了海洋儲碳新機制——微型生物碳泵(Microbial Carbon Pump, 以下簡稱“MCP”)理論框架，能否簡單解釋一下該理論及其影響?

焦念志：

海洋吸收和儲存大氣中二氧化碳的能力和容量就是海洋碳匯。海洋碳匯的存在形式包括了生命的、非生命的、無機的、有機的碳匯。

在MCP之前，科學家們提出的海洋吸收二氧化碳的主要機制包括“溶解度泵”(solubility pump，簡稱“SP”)、“碳酸鹽泵”(carbonate pump，簡稱“CP”)和“生物泵”(biological pump，簡稱“BP”)。

溶解度泵是利用大氣二氧化碳分壓高于海洋的條件，使二氧化碳溶于海水，在高密度海水重力作用下將二氧化碳“拖拽”到深海中。碳酸鹽泵是通過碳酸鹽沉積將二氧化碳儲存于海底，而化學反應過程中還釋放出等量二氧化碳，存在“碳酸鹽泵”的反作用。生物碳泵則是通過有機物生產(chǎn)、消費、傳遞等生物學過程形成顆粒有機碳，在重力作用下由海洋表層向深海乃至海底遷移和埋藏。

以上幾種海洋碳匯過程機制都是靠垂直位移，要么把有機碳向下輸送或海底埋藏，要么把無機碳酸鹽沉積到海底，均為單向的碳調(diào)控。而MCP是指利用海洋中微型生物的生理生態(tài)活動將活性有機碳轉(zhuǎn)化為惰性溶解有機碳(RDOC)儲存在海水中。MCP可以在任何水層發(fā)生。RDOC碳庫容量巨大，在地球歷史上對氣候變化的調(diào)節(jié)發(fā)揮了巨大作用。早在上個世紀60年代，科學家就發(fā)現(xiàn)海洋中存在巨大的RDOC碳庫，然而其成因一直是個懸而未決的科學難題，被美國科學家稱為不解之謎。

2010年，我提出的MCP理論對海洋中RDOC的成因給出了合理的解釋。與單向的碳調(diào)控機制不同，MCP驅(qū)動的RDOC碳庫，既可以把碳儲存在海水中，也可以把碳釋放到大氣中，發(fā)揮著雙向調(diào)節(jié)氣候變化的作用。

《中國經(jīng)營報》：

海洋的碳匯潛力有多大?

焦念志：

我們都知道，海洋占地球表面積的70%，平均水深近4000米。海洋是地球上最大的活躍碳庫，海洋碳庫的碳儲量約為39萬億噸，是陸地碳庫的20倍、大氣碳庫的50倍。海洋碳匯周期可長達數(shù)百年甚至上千年，碳匯效應顯著。

海洋通過一系列的生物、物理、化學過程，吸收大氣中的二氧化碳，并將其封存、沉積在海洋中的過程，稱為海洋負排放，這是實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑之一。

實現(xiàn)“雙碳”目標要兼顧經(jīng)濟發(fā)展

《中國經(jīng)營報》：

此前，在你的努力下，我國領(lǐng)銜發(fā)起了“海洋負排放國際大科學計劃”(ONCE)，該計劃的發(fā)起緣由和目標是什么?

焦念志：

剛才說到，海洋儲碳有非常大的潛力，當今的海洋已經(jīng)吸收了全球93%的二氧化碳，要進一步增加海洋碳匯，有非常大的科學挑戰(zhàn)。

這也是為什么要發(fā)起海洋負排放大科學計劃的原因，我們希望匯集全球科研力量，實現(xiàn)海洋負排放重大理論創(chuàng)新，在技術(shù)突破的同時探索實施海洋負排放示范工程，打造國際合作交流平臺，規(guī)劃設計并形成可在全球推廣應用的國際標準。

《中國經(jīng)營報》：

“海洋負排放國際大科學計劃”目前有何進展?

焦念志：

ONCE計劃的進展是持續(xù)不斷的。例如我們現(xiàn)在提的“微型生物碳泵”理論，前期有一個十幾年的積累過程，從1991年到2010年。

在這個理論之前，大家都認為微生物在物質(zhì)循環(huán)中是一個分解者的角色。而我卻提出它是一個生產(chǎn)者，人們自然很難同意。

后來我就走了“國際路線”，當時國外部分科學家對此研究比較深入，我們開始了國際合作。我是最早參加國際大科學家計劃的中國科學家，1991年時，我就介入了當時全球最大的國際海洋大科學計劃中，當時那個計劃是由美國科學家發(fā)起的，也是全球最大的科學計劃之一。一開始我是參加，后來成為中國代表，再接下來我就領(lǐng)銜這個計劃中的一部分，成立專門的工作組。聽起來好像是個小組，但越是叫“組”的，研究的就越是專業(yè)且深入。

我后續(xù)領(lǐng)銜發(fā)起的這個大科學家計劃，也正源于我負責的科學工作組。從2008年開始，我就在不斷地往前推進一系列的國際科學工作組，從純理論到方法、技術(shù)，再到一個科學鏈接政策。

2019年時，我牽頭發(fā)起“海洋負排放國際大科學計劃”(ONCE)，2022年，聯(lián)合國教科文組織正式批準為聯(lián)合國海洋科學促進可持續(xù)發(fā)展十年行動計劃和聯(lián)合國十年行動倡議(UN Decade)的國際大科學計劃。

我們希望在國內(nèi)把這種科學類型用到實踐當中去，為國家戰(zhàn)略提供一些支撐甚至一些貢獻。

我說的這幾句話并不是空話，比如我早在2011年的時候，向國家發(fā)展改革委提交了《研發(fā)海洋碳匯，保障經(jīng)濟發(fā)展》的建議，還獲得“十二五”規(guī)劃建言獻策一等獎。這個建議簡要地說，要發(fā)展經(jīng)濟就要排放二氧化碳，排放二氧化碳就會影響到氣候變化。中國作為一個負責任的大國，是一定要履行這個國際責任的。所以這里邊就有一個矛盾，是要減排還是要生產(chǎn)，作為一個發(fā)展中國家，如果一味地減排的話，勢必影響到經(jīng)濟發(fā)展。

不得不認清的一個事實是，我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，能有今天這樣的國際地位和國際話語權(quán)，本質(zhì)上靠的是經(jīng)濟發(fā)展。因此，減排固然是一個重要舉措，但要量力而行，要考慮到自身國情。

所以，我提出實現(xiàn)“雙碳”目標，不僅要盡可能減少二氧化碳排放，更要采取有效的負排放措施。什么是負排放?就是在自然碳循環(huán)以外，額外吸收二氧化碳，當吸收的量等于排放量時，就實現(xiàn)了“碳中和”，負排放舉措可以為經(jīng)濟發(fā)展留出更大空間。

當然，在這期間，開發(fā)新能源還是一個根本性的措施，但是這需要投入，更需要時間，我們有經(jīng)濟發(fā)展需求，不可能一直等。所以該排放還是要排放，而通過負排放措施支持經(jīng)濟發(fā)展，就是一個兩全其美的方案。

其中，海洋負排放就是重要的負排放舉措。2013年時，我在十二屆全國人大一次會議上提交了關(guān)于海洋碳匯的建議，得到國家領(lǐng)導人批示。

2015年，中共中央、國務院印發(fā)了《生態(tài)文明體制改革總體方案》，明確提出建立增加森林、草原、濕地、海洋碳匯的有效機制。國家“十三五”規(guī)劃中支持多項涉及“海洋碳匯”的重點研發(fā)項目。

中國方案“合情合理合法”

《中國經(jīng)營報》：

國際上關(guān)于海洋負排放已經(jīng)形成的共識有哪些?關(guān)于海洋負排放的路徑，各國有何異同?

焦念志：

目前，國外科學家在海洋負排放方面的研究也很多，路徑有多種，比如生態(tài)系統(tǒng)修復、海藻養(yǎng)殖、鐵施肥、海水堿化、人工上升流以及電化學方法等，但都是對單個技術(shù)一一攻克。

早在1990年時，美國科學家約翰·馬丁的實驗小組在著名科學雜志《自然》上發(fā)表研究報告指出：“在南極大洋(太平洋、印度洋和大西洋的南部水域)中的光合作用速度有限，這都是因為鐵的含量不足造成的。”

經(jīng)過一系列研究后，約翰·馬丁喊出了讓學術(shù)界為之一振的吶喊：“你給我半條船的鐵，我給你一個冰河時代!”他提出通過給海洋“施鐵肥”，以達到固定二氧化碳的效果。

1993年，科學家在赤道海域進行類似“鐵肥料”的實驗，這個實驗也是人類有史以來最大的生態(tài)學實驗?！蹲匀弧贰犊茖W》雜志刊發(fā)了一系列報告。但是這個方法后來被叫停了，因為有邊際效應，比如赤潮和酸化等。這說明什么問題?這種方式就像西藥治療一樣，它是靶向的，“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”。所以，“施鐵肥”方案現(xiàn)在被科學家重新審視，并逐步向綜合方案發(fā)展。

而我們國內(nèi)用的方法則更像中醫(yī)，用整體、系統(tǒng)的理論和方式去實現(xiàn)負排放，用一句話概括就是“合情、合理、合法”。

比如我們用海水養(yǎng)殖環(huán)境實施綜合負排放，通過清潔能源驅(qū)動的人工上升流把養(yǎng)殖海區(qū)底部富營養(yǎng)鹽水體帶到上層，供給養(yǎng)殖海藻光合作用所需營養(yǎng)鹽，解決營養(yǎng)鹽、無機碳、溶解氧供需錯位問題，是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)節(jié)余缺，變“污染場”為“增匯場”。

此外，海藻喂牛減少甲烷排放，東西部大循環(huán)減排增匯。研究發(fā)現(xiàn)，海藻飼喂反芻動物，可減少高達93%的甲烷排放。西部畜牧業(yè)可與東部海藻養(yǎng)殖業(yè)聯(lián)合，通過實施“東部養(yǎng)藻-西部喂牛”的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同策略，形成“東-西部國內(nèi)大循環(huán)”新業(yè)態(tài)，在減排的同時實現(xiàn)增匯。這樣既修復了環(huán)境，又增加了碳匯，何樂而不為?

在我和國際同行的共同努力下，2017年，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)氣候評估報告中首次納入了“海洋碳匯”內(nèi)容，為聯(lián)合國有關(guān)部門和各國政府科技戰(zhàn)略決策提供了新依據(jù)。2019年，“微型生物碳泵”理論及衍生的相關(guān)增匯措施被納入IPCC氣候變化特別報告，這標志著我國一直被國外詬病的養(yǎng)殖環(huán)境可轉(zhuǎn)身成為實施海洋負排放(人為增匯)的場所，拓展了更廣大的碳匯途徑空間。

IPCC是全球關(guān)于氣候變化的權(quán)威機構(gòu)，所以說用海水養(yǎng)殖環(huán)境實施綜合負排放既符合我們的國情，也符合科學道理，因為我們自己提出了其中的原理，并得到IPCC的認可。

為什么是合法的呢?因為一個養(yǎng)殖海域已經(jīng)是被經(jīng)營干預的了，如果貿(mào)然取締，這部分從業(yè)人口怎么辦?西方向來自稱看重民主和人權(quán)，這一點他們也非常在意。所以我們提出的方法不光符合中國的法律，還符合國際海洋法律以及西方的人權(quán)制度。有這樣一套邏輯在，西方就能夠接受。

微型生物碳泵不僅是存在著的客觀機制，也是一種效率非常高的機制。我們發(fā)起的大科學計劃的理念契合應對氣候變化國際共識、技術(shù)路線透明合理，既具有創(chuàng)新性、又具可復制、可推廣性，這就是為什么海洋負排放國際大科學計劃由我們中國發(fā)起的原因。

今年我們在廈門召開第三屆海洋負排放國際大科學計劃開放年會，吸引到了諾貝爾獎獲得者、聯(lián)合國秘書長特使、中美以及歐洲的科研院士等參加大會并作報告?？梢哉f在這個領(lǐng)域我們確實是走在國際前沿，發(fā)揮著引領(lǐng)作用。

我們這個計劃要實現(xiàn)3個目標，即海洋負排放重大理論創(chuàng)新，重大技術(shù)應用突破，以及領(lǐng)銜建立國際標準，打造海洋負排放生態(tài)工程新范式。

這一計劃將助力我國更好地參與全球治理，通過增加海洋碳匯、減輕海洋污染，為全球可持續(xù)發(fā)展貢獻“中國智慧”?，F(xiàn)在已有來自33個國家的高?？蒲性核尤?，隨著未來國際形勢的好轉(zhuǎn)，相信還會有更多國家的科研團隊加入。